I risultati di una nuova ricerca, appena sottomessa all’ “Astrophysical Journal”, ci svelano nuovi dettagli su Betelgeuse

Dal novembre del 2019, la supergigante rossa alfa-Orionis, popolarmente conosciuta come Betelgeuse, ha subito un calo di luminosità senza precedenti di quasi 2 magnitudini nella banda V. La grandezza di questa diminuzione e la deviazione dal suo tipico modello di variabilità hanno suscitato molte speculazioni pubbliche sull’origine fisica di questo fenomeno e sulla sua probabilità che la stella stesse per esplodere come supernova. Come sappiamo, questo scenario e’ stato poi del tutto escluso, dal momento in cui la stella e’ poi ritornata a Febbraio 2020 alla sua luminosita’ originale.

Nonostante questo, resta una domanda che ossessiona buona parte del pubblico di appassionati:”Ok, questa volta non esplodera’. Pero’ e’ una stella vecchia, e distante piu’ di 600 anni luce… quindi forse e’ gia’ esplosa ma la luce di questo evento non ci e’ ancora arrivata, quindi noi ancora non lo sappiamo!!”. La comprensibile eccitazione di veder esplodere in uno spettacolo cosmico uno dei giganti del cielo… molto comprensibile. La natura pero’ non asseconda cio’ che a noi piace, anzi non gliene importa nulla, e si comporta secondo leggi del tutto indipendenti da cio’. Rimane comunque una domanda legittima e interessante, per la quale oggi, in seguito a uno studio recentissimo che ha utilizzato le osservazioni nuove ed accurate dallo spazio eseguite dallo strumento SMEI installato sul satellite “Coriolis”, abbiamo una risposta.

La Supernova 1987a ella Grande Nube di Magellano. Credits: ESO

Lo strumento SMEI e` di fatto un fotometro molto sensibile, ovvero puo’ rilevare delle minime variazioni di luminosita’ di ogni corpo celeste con una magnitudine apparente superiore alla decima, ovvero fino a diecimila volte meno luminoso degli oggetti piu’ deboli visibili ad occhio nudo in un cielo limpido di alta montagna. Ebbene, il primo risultato e’ stato il notare che la luce di Betelgeuse varia (seppur di quantita’ impercettibili per l’occhio umano, dell’ordine di centesimi di magnitudine) con una periodicita’ regolare, dell’ordine di un mese. Queste variazioni, sono con tutta probabilita’ il segno di turbolenti moti convettivi nelle profondita’ della stella. Non solo, l’ampiezza di queste varizioni puo’ anche dare preziose informazioni riguardo il raggio di Batelgeuse: piu’ il raggio di una stella e’ grande, piu’ le variazioni di luminosita’ indotte dai moti convettivi interni saranno via via smorzate lungo il loro tragitto dal centro verso la superficie, risultando in ampiezze via via minori. Da un’attenta analisi dell’ampiezza di queste piccole variazioni di luminosita’ e altri dati, si e’ quindi potuto determinare con grande accuratezza quello che e’ il raggio attuale di Betelgeuse, ovvero 764 raggi solari. Si tratta di un valore inferiore non di pochissimo rispetto a quello classicamente citato intorno ai 900 raggi solari. Betelgeuse, insomma, e’ leggermente piu’ compatta di quanto prima stimato.

Illustrazione del satellite “Coriolis”. Credit: NRL, AFRL

Non e’ finita qui ovviamente. Conoscendo sia il raggio della stella che la sua dimensione angolare in cielo, piu’ volte misurata con precisione, si e’ potuta calcolare la distanza della stella, che risulta quindi essere 168 parsec, ovvero circa 548 anni luce. Anche in questo caso, un valore leggermente inferiore ai 600 e oltre anni-luce di distanza spesso citati, ma comunque consistenti con le nuove analisi delle misure effettuate dal satellite Hipparcos negli anni 1990.

E’ quindi possibile che sia gia’ esplosa?

Arriviamo quindi all’ultimo passo. Gli autori dello studio, una volta nota la distanza di Betelgeuse, a partire dalla sua magnitudine apparente hanno ricavato la luminosita’ della stella (o, equivalentemente, la sua magnitudine assoluta). Hanno quindi simulato al computer decine di modelli stellari, tutti con la stessa composizione chimica di Betelgeuse ma ognuno con una massa diversa, fino ad arrivare a trovare quelli in grado di riprodurre il raggio e la luminosita’ osservati della stella. Risultato? Betelgeuse ha una massa compresa tra 16.5 e 19 masse solari, ovvero un valore ora decisamente piu’ preciso rispetto a prima. Se ora infatti l’intervallo di incertezza e’ di circa 2.5 masse solari, prima si parlava di un valore tra le 15 e le 20 masse solari, ovvero con un intervallo di incertezza doppio, di 5 masse solari. Non solo, tutti i modelli stellari con una massa in questo intervallo, riproducono tutti i dati osservativi nel momento in cui entrano nella fase del bruciamento centrale dell’elio. Betelgeuse quindi, che come ben noto ha esaurito l’idrogeno centrale da molto tempo, starebbe ora bruciando elio nel suo nucleo

Ed eccoci quindi arrivati a rispondere alla domanda iniziale: puo’ essere che Betelgeuse sia gia’ esplosa ma la sua luce non ci e’ ancora arrivata? Bene, una supergigante rossa come Betelgeuse con una massa simile a quella che e’ stata determinata, brucia elio nel nucleo per circa 1,2 milioni di anni. Supponendo che Betelgeuse si trovi nel pieno centro del bruciamento dell’elio, vorrebbe dire che ha ancora davanti a se circa 600 mila anni di vita, circa mille volte di piu’ del tempo che la luce impiega coprire i 548 anni luce che ci separano dalla stella. Ma anche nel caso piu’ estremo, ovvero quello in qui la Betelgeuse stia si’ ancora bruciando elio, ma magari lo ha quasi finito, e starebbe sostanzialmente iniziando a bruciare il carbonio, beh… anche in questo caso la risposta non cambierebbe molto. Per bruciare il carbonio, Betelgeuse avrebbe bisogno di circa 1200 anni per esaurirlo, circa il doppio dei 548 anni di tempo di viaggio della sua luce.

Possiamo quindi dire che, stando a questi nuovi risultati, la risposta e’ “No”. L’esplosione di Betelgeuse avverra’ ALMENO tra 1200 anni, ma molto piu’ probabilmente tra 600 mila anni e forse anche di piu’. Non sara’ quindi uno spettacolo che ci potremo godere, ma non e’ comunque un motivo per cui esser tristi… dovreste sapere che il repertorio dell’universo e’ molto vario, e la supernova di Betelgeuse e’ solo uno dei miliardi di numeri che ha in serbo per noi.

Fonti:

  • Woosley, S.; Janka, H.-T. (2006-01-12). “The Physics of Core-Collapse Supernovae”. Nature Physics. 1 (3): 147-154
  • Joyce et al. 2020, sottomesso all’ “Astrophysical Journal”
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